Morbido, forte e molto molto largo

Perché siamo ossuti, tendiamo a liquidare la cartilagine morbida e molliccia come un’imitazione inferiore. Molti pesci, in particolare squali e razze, hanno scheletri fatti quasi interamente di cartilagine, e se la cavano molto bene. Essi dimostrano un pedigree di successo che risale a centinaia di milioni di anni fa, ma il pregiudizio umano guarda l’antichità, piuttosto che il successo della cartilagine, e la considera primitiva, rispetto all’osso.

La razza canina (Aetobatus narimari). Immagine © NOAA.

Ora, Adam Summers dell’Università della California, Berkeley, parla a favore della cartilagine nel Journal of Morphology, mostrando come le mascelle cartilaginee di alcune razze sono state modificate in efficaci schiaccianoci in grado di schiacciare i gusci duri delle vongole.

Queste trigoni sono membri della famiglia Myliobatidae, che comprende diverse specie di schiaccia vongole dalle mascelle dure, tra cui la razza aquila maculata (Aetobatus narimari) e la razza dal naso di paglia (Rhinoptera bonasus), oltre ad alcune mangiatrici di plancton come la manta gigante (Manta).

Prima di parlare delle razze, Summers mette a tacere alcuni vecchi miti sulla presunta viscosità della cartilagine. Tra i pesci cartilaginei, dice, ci sono animali capaci di nuotare a 60 chilometri all’ora e giganti che pesano più di 10 tonnellate. Anche se la cartilagine non è né forte né rigida come l’osso, può funzionare in condizioni fisicamente impegnative. “Ma come”, chiede Summers, “le mascelle cartilaginee possono essere utilizzate per schiacciare una preda più dura delle mascelle stesse?”

La risposta sta in un altro mito sulla cartilagine. Da sola, la cartilagine è rigida e forte come il Turkish Delight (un dolce a base di gelatina). Ma i pesci cartilaginei sono tutti costruiti con una versione più rigida, in qualche modo mineralizzata, chiamata cartilagine “calcificata”. Ognuno dei loro elementi scheletrici è composto da una sottile buccia di cartilagine fibrosa che circonda una crosta di cartilagine “prismatica”, fatta di sezioni mineralizzate simili a piastrelle o “tessere”. Questo riveste un nucleo più morbido di cartilagine cosiddetta ‘ialina’.

Le mascelle delle trigoni che schiacciano le vongole non fanno eccezione. E Summers mostra come le trigoni hanno introdotto alcune innovazioni di design che le aiutano a schiacciare le conchiglie. In primo luogo, le tessere nelle loro cartilagini della mascella – che sostengono la loro frantumazione, i denti tipo pavimentazione – possono essere diversi strati di spessore. Questo è analogo all’ispessimento visto nelle ossa che sopportano grandi carichi.

In secondo luogo, i nuclei morbidi e cartilaginei degli elementi della mascella delle trigoni sono sostenuti da sottili montanti cavi mineralizzati, come i montanti di rinforzo in una struttura aerea, o i montanti all’interno delle ossa cave degli uccelli. Questo design combina leggerezza e forza. Le trigoni nascono con questi puntoni di rinforzo sul posto: non li sviluppano, sembra, più tardi nella vita come risposta allo stress. Summers lo dimostra con un esemplare di una razza canina non ancora nata (Rhinoptera bonasus) che portava una serie completa di montanti di rinforzo, anche se l’animale non aveva mai dato un solo morso.

Anche i mangiatori di plancton come la manta hanno mascelle rinforzate da montanti interni, suggerendo che si sono evoluti da un antenato che schiaccia le vongole. Tuttavia, potrebbe essere che le mascelle larghe un metro della manta potrebbero usare un piccolo rinforzo interno per evitare che si pieghino mentre il pesce nuota, a bocca aperta, attraverso l’acqua.

Le mascelle sciolte della pastinaca meridionale (Dasyatis sabina) — una pastinaca, ma non un myliobatid — permettono grande libertà di movimento. Al contrario, le mascelle legate ai legamenti delle razze mliobatidi che schiacciano le vongole hanno solo una gamma molto limitata di movimento. Le mascelle superiori e inferiori sono, fondamentalmente, barre orizzontali che possono muoversi solo una breve distanza su e giù. Non possono muoversi da un lato all’altro per masticare, né possono ruotare.

Ma queste mascelle possono lavorare in modo asimmetrico. Quando una pastinaca tiene una vongola su un lato della sua mascella, i muscoli sul lato opposto azionano le mascelle come una leva di secondo ordine, usando il lato della vongola della mascella come fulcro e dando un colpo di schiacciamento amplificato. Proprio come uno schiaccianoci vecchio stile.